
Nasce presso Montetortore, frazione di Zocca, in Provincia di Modena, ma entra quasi subito nella Provincia di Bologna nella quale sviluppa il restante corso (caratterizzato nel tratto infracollinare da un ghiaieto relativamente ampio nel quale il torrente divaga), tranne un breve tratto di pianura ancora in Provincia di Modena. Il paesaggio di questa parte del corso è caratterizzato da una valle con argille scagliose che formano diffuse formazioni calanchifere all'origine di numerosi smottamenti e frane.
Bagna Savigno, riceve a Monteveglio, da sinistra, il torrente Ghiaia di Serravalle, bagna Bazzano, entra in pianura, ove scorre incassato, da Calcara di Crespellano, fra possenti arginature. È valicato dalla Via Emilia a Ponte Samoggia e dalla Via Persicetana a San Giacomo di Martignone. In località Forcelli, fra San Giovanni in Persiceto e Sala Bolognese, riceve da destra, il suo maggior affluente, il torrente Lavino che gli reca circa 1/3 della portata d'acqua complessiva. Termina nel Reno fra Castello d'Argile e la frazione San Matteo della Decima di San Giovanni in Persiceto.
Il bacino del Samoggia, storicamente ha sempre rappresentato l'area di transizione fra il bolognese ed il modenese, area assai ricca di storia da ben oltre un millennio: a Zappolino, sul torrente Ghiaia di Serravalle (vedi questo toponimo), nel 1325 si svolse la famosa battaglia fra bolognesi e modenesi con l'episodio della secchia rapita; a Monteveglio esiste la celebre Abbazia di Santa Maria eretta nel XII secolo, ma di Monteveglio si narra fin dalla caduta dell'Impero Romano, quando nel VI secolo entrò a far parte dell'Esarcato di Ravenna, prima di passare sotto il dominio di Matilde di Canossa.
Oggi, il bacino idrografico è caratterizzato da un'intensa industrializzazione (non solo nel settore agricolo) ed urbanizzazione (la parte centrale e orientale è ricompresa nell'area metropolitana bolognese), ma nella fascia collinare, le valli dei tre maggiori corsi d'acqua (Lavino, Samoggia e Ghiaia di Serravalle) presentano rilevanti aspetti paesaggistici.